//给定一个二叉树和一个目标和，找到所有从根节点到叶子节点路径总和等于给定目标和的路径。 
//
// 说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。 
//
// 示例: 
//给定如下二叉树，以及目标和 sum = 22， 
//
//               5
//             / \
//            4   8
//           /   / \
//          11  13  4
//         /  \    / \
//        7    2  5   1
// 
//
// 返回: 
//
// [
//   [5,4,11,2],
//   [5,8,4,5]
//]
// 
// Related Topics 树 深度优先搜索 
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package leetcode.editor.cn;

import java.util.*;

//Java：路径总和 II
public class P113PathSumIi {

    /*
     * 思路：和112题类似，只是多了一步记录访问的路径而已
     *
     * 执行用时： 2 ms , 在所有 Java 提交中击败了 50.79% 的用户 内存消耗： 40.6 MB , 在所有 Java 提交中击败了 9.63% 的用户
     *
     */
    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * public class TreeNode {
     * int val;
     * TreeNode left;
     * TreeNode right;
     * TreeNode(int x) { val = x; }
     * }
     */
    class Solution {
        private List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();

        public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root, int sum) {
            dfs(root, sum, 0, new Stack<>());
            return list;
        }

        private void dfs(TreeNode node, int sum, int now, Stack<Integer> stack) {
            // 判断是否是叶子节点
            if (node != null && node.left == null && node.right == null) {
                now += node.val;
                if (now == sum) {
                    // 符合要求 存到list
                    List<Integer> tempList = new ArrayList<>(stack);
                    tempList.add(node.val);     // 当前点
                    list.add(tempList);
                }
                return;
            }
            if (node == null) {
                return;
            }

            now += node.val;
            stack.push(node.val);               // 递归前 记录路径 进栈
            dfs(node.left, sum, now, stack);
            dfs(node.right, sum, now, stack);
            stack.pop();                    // 递归回退 出栈
        }

    }
    //leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

    public static class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
    }

    public static TreeNode constructTree(Integer[] nums) {
        if (nums.length == 0) return new TreeNode(0);
        Deque<TreeNode> nodeQueue = new LinkedList<>();
        // 创建一个根节点
        TreeNode root = new TreeNode(nums[0]);
        nodeQueue.offer(root);
        TreeNode cur;
        // 记录当前行节点的数量（注意不一定是2的幂，而是上一行中非空节点的数量乘2）
        int lineNodeNum = 2;
        // 记录当前行中数字在数组中的开始位置
        int startIndex = 1;
        // 记录数组中剩余的元素的数量
        int restLength = nums.length - 1;
        while (restLength > 0) {
            for (int i = startIndex; i < startIndex + lineNodeNum; i = i + 2) {
                // 说明已经将nums中的数字用完，此时应停止遍历，并可以直接返回root
                if (i == nums.length) {
                    return root;
                }
                cur = nodeQueue.poll();
                if (nums[i] != null) {
                    cur.left = new TreeNode(nums[i]);
                    nodeQueue.offer(cur.left);
                }
                // 同上，说明已经将nums中的数字用完，此时应停止遍历，并可以直接返回root
                if (i + 1 == nums.length) {
                    return root;
                }
                if (nums[i + 1] != null) {
                    cur.right = new TreeNode(nums[i + 1]);
                    nodeQueue.offer(cur.right);
                }
            }
            startIndex += lineNodeNum;
            restLength -= lineNodeNum;
            lineNodeNum = nodeQueue.size() * 2;
        }
        return root;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int sum = 22;
        Integer[] nums = new Integer[]{5, 4, 8, 11, null, 13, 4, 7, 2, null, null, 5, 1};
        TreeNode root = constructTree(nums);
        Solution solution = new P113PathSumIi().new Solution();
        System.out.println(solution.pathSum(root, sum));
        // TO TEST
    }

}